blog-item1

Przyłożenie siły do ściskanych przetworników siły

Właściwości techniczne i trwałość przetwornika siły są wyznaczane nie tylko przez sam przetwornik siły, ale także przez jego budowę i konstrukcję elementów użytych do przyłożenia do niego siły. Elementy konstrukcyjne, do których przymocowane są czujniki siły, muszą spełniać określone wymagania techniczne. Szczegółowe informacje na ten temat znajdują się w instrukcjach obsługi.
Części użyte do przyłożenia obciążenia powinny spełniać następujące warunki, aby umożliwić użytkownikom maksymalne wykorzystanie dokładności czujników i ich żywotności:
  • Głównym wymaganiem jest, aby części aplikacyjne miały odpowiednią twardość (40 HRC), aby zminimalizować zużycie.
  • Części przeznaczone do przyłożenia siły powinny mieć polerowaną powierzchnię (Ra = 0,8 μm).
  • Części przeznaczone do przyłożenia siły nie mogą być poważnie deformowane pod wpływem obciążenia.
  • Części przeznaczone do przyłożenia siły mają zapewnić, że siła jest centralnie i jednolicie przykładana do czujnika.
Wypukła główka do przyłożenia siły
Wiele czujników siły ściskającej ma wypukłą główkę do przykładania obciążenia w ich górnej części, która zapewnia automatyczne centrowanie, to znaczy centralne przyłożenie siły. Aby to osiągnąć, najwyższy punkt elementu przyłożenia obciążenia jest umieszczony dokładnie w środku czujnika.
W tym punkcie kontaktu powstaje bardzo wysokie naprężenie mechaniczne (zagadnienie Hertza), szczególnie w przypadku przetworników siły dla bardzo dużych sił; projektant czujników może na nie wpływać, wybierając promień krzywizny tej części, który zapewnia wysoką dokładność.
Istotne jest, aby pamiętać o tych naprężeniach podczas wymiarowania współpracującej części, ponieważ istnieje rzeczywiste ryzyko jej odkształcenia. Dlatego dla wszystkich przetworników siły ściskającej, a także dla niektórych przetworników zarówno siły rozciągającej, jak i ściskającej oferowane są tak zwane jarzma, które spełniają powyższe wymagania i zapobiegają uszkodzeniom podłączonego elementu konstrukcyjnego.

Specjalne cechy czujników siły z wewnętrznym otworem przelotowym i ściskanymi ściankami
Czujniki siły z wewnętrznym otworem przelotowym i ściskanymi ściankami, takie jak C6B firmy HBM, mają wiele zalet:
  • Bardzo wysoka sztywność i wysoka częstotliwość własna - idealny wybór dla zastosowania w dynamicznych zadaniach pomiarowych;
  • Solidna konstrukcja zapewniająca odporność na korozję, a także wibracje lub wstrząsy;
  • Ekonomiczne rozwiązanie;
  • Dostępność dla bardzo wysokich obciążeń (z zakresu produktów HBM nawet do 10 MN).
Ponieważ te typy przetworników siły ściskającej nie mają wypukłych części aplikacyjnych, ich połączenie mechaniczne jest łatwe.

Równomierne przyłożenie siły
Wysoka sztywność i brak centralnej części do przyłożenia obciążenia wymagają dołożenia należytej staranności w celu zapewnienia prawidłowego montażu czujnika. Tensometry, które przekształcają przyłożoną siłę w mierzalną zmianę rezystancji, są instalowane w czterech różnych punktach na obwodzie przetwornika. Siła musi być równomiernie przyłożona do obwodu aby mogła zostać przetworzona w odkształcenie możliwie równomiernie i aby osiągnąć dobre wyniki. Nierówności i pochylenie nie są kompensowane przez te czujniki, ponieważ charakteryzują się one bardzo małymi przemieszczeniami.

Konstrukcja kompaktowa i długa
Łatwym sposobem zapewnienia równomiernego rozkładu naprężeń mechanicznych jest zbudowanie czujników, które są tak długie, jak to możliwe, co zapewnia, że rozkład odkształceń na obwodzie staje się coraz bardziej korzystny. Jest to jednak sprzeczne z często wyrażanymi życzeniami klientów dotyczącymi kompaktowej konstrukcji i niskiej masy. Takie podejście jest dopuszczalne w odniesieniu do referencyjnych przetworników o wysokiej precyzji, które są w taki sposób odpowiednio projektowane.

Nowy przetwornik siły C6B z wewnętrznym otworem przelotowym, który umożliwia zastosowanie w układzie cięgna. Przetworniki o zakresie 5 MN i większym nie mają tego wewnętrznego otworu.
HBM oferuje elementy do przykładania obciążenia do przetwornika siły ściskającej C6B, które spełniają wyżej wymienione wymagania, tj. zapewniają równomierny rozkład naprężeń mechanicznych. Zasadniczo kompaktowe czujniki siły z wewnętrznym otworem przelotowym są jednak nieco bardziej narażone na wpływ warunków montażu. W związku z tym dostarczane są części aplikacyjne, które można zamówić wraz z C6B w celu rozwiązania tego problemu. Specjalna cecha takiego rozwiązania: czujnik i akcesoria, które będą używane w aplikacji, zostaną skalibrowane razem. Części są odpowiednio oznaczane w HBM, aby zapewnić, że tylko kombinacja skalibrowana przez HBM jest używana do pomiaru. Można stosować zarówno jarzma sferyczne jak i przyciski obciążeniowe, które z kolei zapewniają przyłożenie siły poprzez wypukłą główkę. Oczywiście dostępne są pasujące elementy oporowe.